Zaman gecikmeli jeneratör uyartım kontrol sisteminin gürbüz kararlılık analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Osman Özgür GÜRŞAHBAZ

Danışman: Saffet Ayasun

Özet:

Günümüzde elektrik güç sistemlerinin kullanımı ve güç üretim çeşitliliği hızla artmaktadır. Bunun sonucunda üretilen ve talep edilen yük miktarı arasında dengesizlikler meydana gelebilmektedir. Bu durum jeneratör terminal gerilimlerinin ve frekanslarının istenen seviyelerden uzaklaşmasına sebep olmaktadır. Elektrik güç sistemlerinde jeneratör terminal gerilimini istenen seviyelerde tutabilmek için kontrol sistemleri kullanılmaktadır. Jeneratör uyartım kontrol sistemi uygulamaları bu sebeple güç sistemlerinde yer almaktadır. Terminal gerilimindeki değişmelere hızlı bir şekilde düzeltici tepki verilmesi gerekmektedir. Kontrol sistemleri bu işlemleri yaparken haberleşme ihtiyacı duymaktadır ve bu haberleşmeler sebebiyle sistemlerde zaman gecikmeleri meydana gelmektedir. Zaman gecikmeleri sebebiyle sistemin ideal çalışmasını sağlayabilecek kontrolör değerleri değişebilmektedir. Bu çalışmanın amacı zaman gecikmeli jeneratör uyartım kontrol sistemi için sistem parametrelerinde belirsizlikler olması durumunda Kharitonov Teoremi ile sistem kararlılığını garanti edecek kontrolör kazançlarından oluşan gürbüz kararlılık bölgelerinin analitik olarak elde edilmesidir. Kharitonov Teoremi, katsayılarında belirsizlikler bulunan polinomların kararlılığını analiz eden bir yöntemdir. Uyartım sisteminin gürbüz kararlı olması için sistemin karakteristik denkleminden elde edilen dört adet polinomun kararlı olması gerekmektedir. Bu çalışmada, Kararlılık Sınır Eğrisi (KSE) yöntemi ve Kharitonov Teoremi birlikte kullanılarak gürbüz kararlılık bölgeleri analitik olarak elde edilmiştir. Zaman gecikmesi ve belirsizlik oranlarının gürbüz kararlılık bölgesine etkileri ayrı ayrı incelenmiş ve arttıkları durumda gürbüz kararlılık bölgesinin küçüldüğü gözlemlenmiştir. Son olarak, elde edilen bölgelerin doğruluğu ve sistemin gürbüz kararlı olduğu zaman düzleminde yapılan benzetim çalışmaları ile gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler : Jeneratör uyartım kontrol sistemi, gürbüz kararlılık, zaman gecikmesi, PI denetleyici, Kharitonov Teoremi, Kararlılık Sınır Eğrisi (KSE) yöntemi, parametrik belirsizlik, jeneratör terminal gerilimi